CN109755733A - 一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，包括基板、接地板、馈电线和辐射贴片，所述的接地板、馈电线和辐射贴片设置在基板上，所述的基板为液晶聚合物制成的板材，所述的辐射贴片为带有开口谐振环的椭圆形结构，所述的开口谐振环为带有缺口的椭圆形，缺口朝向辐射贴片与馈电线的连接处，所述的接地板位于馈电线两侧。与现有技术相比，本发明介质基板材料使用液晶聚合物，在椭圆形贴片上采用开口谐振环，在接地板上开口U型槽结构，具有低成本、高性能、小尺寸、双陷波等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种超宽带天线，尤其是涉及一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线。
背景技术
2002年，美国联邦通信委员会(FCC)发布了新的宽带通信系统规范，目的是缓解频带资源的紧张以及应对高速通信的需求，将3.1-10.6GHZ频段分配给超宽带通信使用，宽带及超宽带技术将广泛用于工业、医学、民用生活等领域。然而，超宽带天线的工作频段与现存的窄带系统，如Wimax系统(3.4-3.69GHz，5.725-5.85GHz)、WLAN系统(5.15-5.35GHz，5.725-5.825GHz)和X波段(7.25-7.75GHz，7.9-8.4GHz)频段重叠，因而容易产生干扰。通常可通过在超宽带系统中引入滤波器使得在相应频段产生陷波，从而减少超宽带系统与其它系统之间的信号互扰，然而该方法会导致超宽带系统的体积变大、成本增加等问题。
通过对传统天线进行一定的改进，使天线自身具有滤波功能，就形成了陷波天线。设计具有陷波特性的共面波导超宽带天线是解决此类问题的重要方法之一，同时解决目前天线结构和工艺比较复杂的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，包括基板、接地板、馈电线和辐射贴片，所述的接地板、馈电线和辐射贴片设置在基板上，所述的基板为液晶聚合物制成的板材，所述的辐射贴片为带有开口谐振环的椭圆形结构，所述的开口谐振环为带有缺口的椭圆形，缺口朝向辐射贴片与馈电线的连接处，所述的接地板位于馈电线两侧。
所述的馈电线为宽度渐变的长条形，宽度朝远离辐射贴片的方向逐渐增加。
所述的辐射贴片与馈电线的连接处带有两个分岔，两个分岔对称的连接在馈电线两侧。
所述的分岔为弧形。
所述的接地板上带有U型槽。
所述的接地板、馈电线和辐射贴片位于基板的同一侧，为共面波导结构。
所述的基板厚度为0.1mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)椭圆形贴片上采用开口谐振环，在接地板上开口U型槽结构，分别添加了用于WiMAX和X波段下行频率的阻带，天线在5.5GHz和7.5GHz的两频段处产生陷波特性，实现了Wimax(有效工作频段为5.25-5.85GHz)和X波段下行频率(7.25-7.75GHz)的阻带特性，抑制了它们对超宽带系统的干扰。
(2)采用共面波导的结构，使天线尺寸小、结构简单、易于制作，适用于无线通信系统及设备。
(3)馈电线采用渐变结构，相比于采用均匀半结构的共面波导馈电结构能够实现与天线输入端口特性阻抗的良好匹配。通过改变共面波导信号导带的宽度来调节共面波导的特性阻抗，从而分析馈电结构与天线输入端口衔接处的输入阻抗以及对于天线阻抗带宽的影响，以便实现较好的匹配，从而展宽天线的阻抗带宽。
(4)介质基板材料使用了液晶聚合物(LCP)，液晶高分子聚合物(LCP)作为一种新型的柔性基板材料，热膨胀系数低、成本低廉、损耗较小，介电常数在足够宽的频率范围内都十分地稳定，具有低成本、高性能、小尺寸的优点。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图；
图2为本实施例的S11仿真结果图；
附图标记：
1为接地板；2为馈电线；3为辐射贴片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，包括基板、接地板1、馈电线2和辐射贴片3，接地板1、馈电线2和辐射贴片3位于基板的同一侧，为共面波导结构。基板为液晶聚合物制成的板材，厚度为0.1mm，辐射贴片3为带有开口谐振环的椭圆形结构，开口谐振环为带有缺口的椭圆形，缺口朝向辐射贴片3与馈电线2的连接处，接地板1位于馈电线2两侧，并带有U型槽。
馈电线2为宽度渐变的长条形，宽度朝远离辐射贴片3的方向逐渐增加。
辐射贴片3与馈电线2的连接处带有两个弧形分岔，两个分岔对称的连接在馈电线2两侧，使连接处形成类似三叉戟结构。
以下为本实施例的改进之处：
(1)柔性材料
天线的介质基板材料使用了液晶聚合物(LCP)。目前，在微波毫米波电路的领域，液晶高分子聚合物(LCP)作为一种新型的柔性基板材料，拥有着优异的使用前景。LCP具有许多优秀的特性，其中包括热膨胀系数低、成本低廉、损耗较小等优点，而且LCP的介电常数在足够宽的频率范围内都十分地稳定，这让LCP在低成本、高性能、小尺寸的器件设计中成为最佳选择。
尤其是在可穿戴领域，液晶聚合物(LCP)材料作为一种柔性材料，拥有极好的柔韧性，可以随意弯曲，覆在载体表面，因此有着极好和发展前景。
(2)共面波导结构
共面波导(Coplanar wave-guide,简称CPW)结构是一种集成平面传输线结构，也可称为微带传输线结构，不仅具有微带线结构的低剖面、低成本和容易共形等特点，自身还具有低色散性、容易集成和低传输损耗等优势，其主模与微带线结构一样仍然是准TEM波。
(3)双陷波性能
首先，对于未加陷波的超宽带天线，仿真结果显示，该天线覆盖在2.92-11GHz。而经过在椭圆形贴片上采用开口谐振环，在接地板上开口U型槽结构，使得在天线的工作频率上添加了用于WiMAX和X波段下行频率的阻带，防止了对已有的无线通信频段出现干扰。图2为天线的S11仿真结果，可以看出用于WiMAX和X波段下行频率的阻带。
Claims (7)
1.一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，包括基板、接地板、馈电线和辐射贴片，所述的接地板、馈电线和辐射贴片设置在基板上，其特征在于，所述的基板为液晶聚合物制成的板材，所述的辐射贴片为带有开口谐振环的椭圆形结构，所述的开口谐振环为带有缺口的椭圆形，缺口朝向辐射贴片与馈电线的连接处，所述的接地板位于馈电线两侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，其特征在于，所述的馈电线为宽度渐变的长条形，宽度朝远离辐射贴片的方向逐渐增加。
3.根据权利要求1所述的一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，其特征在于，所述的辐射贴片与馈电线的连接处带有两个分岔，两个分岔对称的连接在馈电线两侧。
4.根据权利要求3所述的一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，其特征在于，所述的分岔为弧形。
5.根据权利要求1所述的一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，其特征在于，所述的接地板上带有U型槽。
6.根据权利要求1所述的一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，其特征在于，所述的接地板、馈电线和辐射贴片位于基板的同一侧，为共面波导结构。
7.根据权利要求1所述的一种基于液晶聚合物的双陷波超宽带天线，其特征在于，所述的基板厚度为0.1mm。
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